楊益
旋挖鉆孔施工技術(shù)具有環(huán)境污染少、能夠提高樁基承載力,減少結(jié)構(gòu)沉降等優(yōu)點(diǎn),目前在建筑工程基礎(chǔ)施工中得到了廣泛應(yīng)用。然而,在實(shí)際旋挖鉆孔施工過程中,經(jīng)常會(huì)受到地質(zhì)條件、鉆孔工藝等因素的影響,從而給施工中質(zhì)量控制增加了難度。因此,需要不斷加強(qiáng)建筑旋挖鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制。本文結(jié)合工程實(shí)例,就高層建筑旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行探討,并提出了施工中質(zhì)量控制措施及注意事項(xiàng)。
華潤置地總部大廈地基與基礎(chǔ)工程,擬建場地位于南山區(qū)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園中區(qū)東片。場地總用地面積10092m2,基坑周長約342m,擬建5層地下室。現(xiàn)狀地面高程4.60~9.50m,基坑底絕對高程-12.37m,基坑開挖深度16.97~21.87m。屬于典型的深大基坑工程,具有較大的支護(hù)難度。
本項(xiàng)目工程樁為旋挖灌注樁,工程樁在地面施工,空樁長度約20米。本項(xiàng)目樁基礎(chǔ)共有旋挖灌注樁約270根,其中塔樓為2.5m和2.8m大直徑樁共約50根,裙樓為直徑1.2m樁約220根,工程樁持力層為微風(fēng)化花崗巖,共安排3臺大功率(360型以上)旋挖機(jī)進(jìn)行旋挖樁成孔施工。
在施工前,測量人員先做好工程測量放樣工作,先對基樁中心位置進(jìn)行放樣,并在樁心邊設(shè)置護(hù)樁,在護(hù)樁設(shè)置時(shí),應(yīng)保證樁位的牢固性,并報(bào)監(jiān)理單位復(fù)核樁位坐標(biāo),成孔后再復(fù)核一次。
(1)勘察報(bào)告研究。在護(hù)筒埋設(shè)前,先要深入施工現(xiàn)場了解場地地質(zhì)條件,如果土層穩(wěn)定性較差,應(yīng)深入了解巖土性質(zhì)及厚度;其次,在了解場地水文地質(zhì)以后,對于較淺的地下水,要結(jié)合施工場地情況及地層性質(zhì)、地下水埋深等條件,掌握好地下水的埋深及護(hù)筒長度。如果孔口為雜填土,保證護(hù)筒長度大于雜填土層的厚度,并確保土層護(hù)筒的穩(wěn)定性。
(2)護(hù)筒選擇。在選擇護(hù)筒時(shí),應(yīng)選擇直徑大于鉆孔的護(hù)筒。這種護(hù)筒在埋設(shè)護(hù)筒時(shí)易于操作及調(diào)整,保證護(hù)筒與鉆孔中心相重合,同時(shí)也能夠確保護(hù)筒口與土層之間的密實(shí)性,以及護(hù)筒旋挖鉆進(jìn)過程中的穩(wěn)定性;二是在旋挖鉆頭移動(dòng)時(shí),應(yīng)防止鉆頭和護(hù)筒之間出現(xiàn)縫隙,以免護(hù)筒與鉆頭發(fā)生碰撞。
(3)護(hù)筒固定。在護(hù)筒埋設(shè)前,旋挖鉆機(jī)開孔直徑應(yīng)大于護(hù)筒直徑,以便于護(hù)筒埋設(shè)。如果護(hù)筒與土層之間有縫隙,應(yīng)采用回填材料進(jìn)行回填,如粉質(zhì)粘土。在實(shí)際回填時(shí),應(yīng)采用分層回填方式,并及時(shí)夯實(shí),以提升護(hù)筒的摩阻力,保證護(hù)筒固定的穩(wěn)定性,以免管道或孔內(nèi)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象?;靥钭o(hù)筒間隙完畢后,應(yīng)采用木橫擔(dān)在孔口土層上,做好護(hù)筒和方木的連接,以防護(hù)筒沉陷。
(4)在護(hù)筒埋設(shè)時(shí),保證護(hù)筒上口高出地面20cm,這樣有利于防止地面水流向孔內(nèi);同時(shí),在送漿管末端作彎頭型,且將彎頭卡到護(hù)筒頂上,在泥漿輸送時(shí),不能將高壓泥漿噴射在護(hù)筒下層上,以免泥漿給護(hù)筒下層造成破壞,以及防止送漿管和護(hù)筒發(fā)生摩擦而出現(xiàn)破裂,泥漿灑在護(hù)筒周邊的土層上。
多規(guī)合一項(xiàng)目協(xié)調(diào)生成階段包含的選址決策過程,是結(jié)合各類項(xiàng)目的用地性質(zhì)、用地面積、選址偏好等具體要求,從全面、科學(xué)、協(xié)調(diào)發(fā)展的視角,并揉和候選地塊的空間分布及城市規(guī)劃學(xué)、地理學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)、工程學(xué)等多學(xué)科知識,靈活設(shè)定各類項(xiàng)目選址評估模板,為后續(xù)選址方案的綜合評估、協(xié)同審批提供基礎(chǔ)[13-14]?;凇岸嘁?guī)合一”的共享數(shù)據(jù)與沖突檢測服務(wù),采用WebGIS、ArcSDE 數(shù)據(jù)管理、SOA 服務(wù)、多規(guī)管控分析等技術(shù)開發(fā)規(guī)劃選址輔助決策系統(tǒng),在選址規(guī)劃符合性自動(dòng)檢查基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)選址優(yōu)化多層次因子靈活組合與權(quán)重設(shè)置功能,直接服務(wù)于國土規(guī)劃審批業(yè)務(wù)的項(xiàng)目選址決策。
在鉆機(jī)施工過程中,泥漿的作用是防止孔壁發(fā)生坍塌,同時(shí)能夠有效抑制地下水鉆渣。所以,為保證孔壁的穩(wěn)定性,應(yīng)注重泥漿注入的質(zhì)量。如果泥漿過稀,將會(huì)影響到鉆進(jìn)效果;當(dāng)過稠時(shí),應(yīng)將泥漿附在孔壁上,以免影響樁基混凝土施工質(zhì)量。
在制漿之前,應(yīng)打碎粘土塊,并采用泥漿攪拌機(jī)進(jìn)行制作,當(dāng)制作成泥漿以后才能使用。同時(shí)設(shè)置泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)泥漿原料回收,減少對周邊環(huán)境的污染。在鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場地層情況,保證靜水水頭壓力滿足鉆進(jìn)要求,且要采用鉆進(jìn)平衡的原理進(jìn)行泥漿管理,利用地層粘土進(jìn)行造漿。在造漿時(shí),如果泥漿稠度難以達(dá)到要求,應(yīng)優(yōu)選粘度大、造漿能力強(qiáng)的粘性土,以提高泥漿稠度,避免鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。
在樁孔施工時(shí),應(yīng)保證一次完成,避免施工時(shí)出現(xiàn)間斷,在實(shí)際施工過程中,應(yīng)結(jié)合出渣情況確認(rèn)土層結(jié)構(gòu),及時(shí)對泥漿性能指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。施工中如果遇到松散地層,應(yīng)增大泥漿粘度,確保孔內(nèi)水頭的高度,以防輕沖液影響到孔壁,并能夠有效降低轉(zhuǎn)速和鉆壓,以達(dá)到施工質(zhì)量要求。
為了避免孔壁坍塌,穩(wěn)定液的粘度應(yīng)滿足表1要求;如果不能滿足要求,應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行試配及調(diào)整。
表1 穩(wěn)定液必要粘度參考值
在鉆機(jī)就位之前,先在護(hù)筒周圍采用砂礫填筑,并將它壓實(shí),以防鉆進(jìn)時(shí)鉆機(jī)下沉,或者出現(xiàn)傾斜。在鉆機(jī)開啟前,先掛出護(hù)樁十字線,應(yīng)采用鉆機(jī)自動(dòng)調(diào)控裝置對鉆頭進(jìn)行調(diào)整,并對準(zhǔn)十字線,鉆桿傾斜度不大于1%。
在鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)向孔內(nèi)注漿,保證孔內(nèi)水位高度滿足要求。鉆機(jī)鉆孔深度采用自動(dòng)檢測方式,而為了掌握沉渣厚度,應(yīng)采用測繩對孔深進(jìn)行復(fù)測,在實(shí)際鉆進(jìn)過程中,施工人員可通過控制儀表來實(shí)現(xiàn)鉆桿垂直度控制,確??状怪笨刂圃?%;另外,在鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)及時(shí)清除棄渣,且按照2h的時(shí)間進(jìn)行一次泥漿性能指標(biāo)測定,并及時(shí)作出調(diào)整。如果鉆機(jī)鉆到粉砂層,應(yīng)在孔內(nèi)投入適量水泥,以確保護(hù)筒穩(wěn)定。
除了以上措施,在鉆孔時(shí),還要對孔口出渣進(jìn)行清運(yùn),以免影響到鉆孔施工質(zhì)量,防止周邊環(huán)境受到污染,當(dāng)鉆孔深度達(dá)到要求以后,及時(shí)將鉆桿提起,再對孔深進(jìn)行測量。
本工程主吊選用50 噸的履帶吊進(jìn)行。考慮鋼筋籠“全籠一次起吊”和“分段起吊”兩種情況,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際起吊情況進(jìn)行選用。以“盡可能減小鋼筋籠起吊過程中最大彎矩值”為原則,計(jì)算得出各吊點(diǎn)的位置。
(1)鋼筋籠全籠一次起吊。選取本工程支護(hù)樁的鋼筋籠為分析對象,計(jì)算得到其吊點(diǎn)的布置如下圖所示,圖示起吊初始的情形。
圖1 吊點(diǎn)布置圖
為了加強(qiáng)鋼筋籠的剛度,減小在起吊過程中的變形,在鋼筋籠變截面位置加設(shè)杉木桿,將其與主筋綁扎在一起。
(2)鋼筋籠分段起吊。鋼筋籠分兩段起吊的具體分段方式如下圖所示:
圖2 鋼筋籠分段方式圖
兩段鋼筋籠在孔口處采用加鎖母型套筒連接。先下放第一段的鋼筋籠段至孔口并固定,然后吊運(yùn)第二段鋼筋籠至孔口,兩段鋼筋籠在白色油漆標(biāo)記處用加鎖母型套筒連接。
(1)根據(jù)砼的施工要求,在樁設(shè)計(jì)時(shí),混凝土強(qiáng)度為C30,且可根據(jù)試驗(yàn)要求摻加適當(dāng)?shù)臏p水劑。在混凝土配合比中,禁止使用氯化鈣的外加劑。在混凝土配制時(shí),應(yīng)保證其密實(shí)性及流動(dòng)性。在本工程水下澆注過程中,采用C40混凝土配比,可滿足水下砼灌注要求。
(2)混凝土試驗(yàn)。在混凝土試驗(yàn)前,應(yīng)出具配比單,在混凝土灌注前兩周,應(yīng)及時(shí)提交混凝土配合比設(shè)計(jì)方案,以便相關(guān)部門審批。在物料現(xiàn)場時(shí),應(yīng)要求出廠商出具原材料質(zhì)量證明書、出廠合格證、原材試驗(yàn)報(bào)告等,包括水泥、砂、石、外加劑,以便工地備查。在澆筑混凝土之前,應(yīng)派專人負(fù)責(zé)有關(guān)實(shí)驗(yàn)。
(3)混凝土骨料檢測。當(dāng)混凝土骨料供應(yīng)獲得批準(zhǔn)以后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行骨料試驗(yàn)。試驗(yàn)內(nèi)容包括顆粒分析,粘土、粉土的含量檢測,有機(jī)物重量比,吸水量測試等。測試完畢后,應(yīng)及時(shí)將其結(jié)果提交相關(guān)單位審批。
(4)在混凝土澆注前,應(yīng)及時(shí)對成孔深度進(jìn)行復(fù)查,并進(jìn)行混凝土澆注申請,經(jīng)相關(guān)單位批準(zhǔn)以后才能進(jìn)行澆注。另外,要對砼坍落度、和易性進(jìn)行嚴(yán)格審查,并作好記錄。及時(shí)將混凝土運(yùn)到灌注點(diǎn),以防混凝土離析。
(5)在導(dǎo)管內(nèi),保證隔水塞球膽大小滿足安裝要求,在安裝時(shí),應(yīng)將它安裝在水面上。在混凝土灌注前,應(yīng)將孔口蓋好,以防混凝土落入孔中而導(dǎo)致泥漿受到污染。
(6)在混凝土灌注時(shí),保證首灌量灌至高于導(dǎo)管下口2m,本工程首灌量為8m3,將導(dǎo)管埋入混凝土4m。同時(shí),在混凝土灌注時(shí),混凝土埋入的深度應(yīng)大于1.5m,小于6m,并進(jìn)行測定,以滿足導(dǎo)管提升高度要求。在導(dǎo)管拆卸時(shí),應(yīng)對導(dǎo)管埋深進(jìn)行測量計(jì)算,并對卸管長度進(jìn)行確定,以便混凝土處于流動(dòng)狀態(tài),并作好記錄。另外,在混凝土灌注過程中,應(yīng)保證連續(xù)不斷進(jìn)行,及時(shí)清洗拆下的導(dǎo)管,并在架子中放入導(dǎo)管。
(7)在混凝土灌注時(shí),確保導(dǎo)管處于中心位置,在提升導(dǎo)管時(shí),應(yīng)派專人負(fù)責(zé),以防鋼筋骨架移位,在骨架上升時(shí),及時(shí)停止提升導(dǎo)管作業(yè),下降導(dǎo)管,并與骨架脫開。
(8)當(dāng)混凝土灌注至樁孔上部時(shí),可停止提升導(dǎo)管作業(yè),待灌注達(dá)到標(biāo)高以后,再將它拔出。同時(shí),當(dāng)灌注至樁頂以后,應(yīng)再灌注2m,這樣能夠確保樁頂混凝土的強(qiáng)度。待混凝土灌注結(jié)束以后,應(yīng)將護(hù)筒拔出,當(dāng)灌注作業(yè)完成以后,如果樁頂混凝土面低于地面,應(yīng)采用回填土進(jìn)行覆蓋,以防出現(xiàn)塌孔,確保施工人員的安全。
(9)在混凝土灌注時(shí),應(yīng)采用污水泵將積水排出,以防泥漿溢出,保證施工質(zhì)量。
(10)在混凝土澆注前,應(yīng)開展砼強(qiáng)度試塊,并按照50m3澆筑量組成一組,每根樁應(yīng)超過1組。當(dāng)試塊養(yǎng)護(hù)好以后,強(qiáng)度達(dá)到要求時(shí),應(yīng)及時(shí)進(jìn)行拆模,并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
(11)當(dāng)混凝土施工結(jié)束后,應(yīng)對材料出廠合格證、強(qiáng)度報(bào)告進(jìn)行收集,并進(jìn)行混凝土強(qiáng)度評定。
綜上所述,通過旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)在建筑基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用發(fā)現(xiàn),此技術(shù)具有施工適應(yīng)能力強(qiáng)、施工效率高、施工安全性高、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn),然而,在目前旋挖鉆孔施工過程中,仍存在許多的問題,如施工材料問題、施工不規(guī)范、施工過程控制不嚴(yán)等,這些問題直接影響施工的正常進(jìn)行。因此,在建筑旋挖鉆孔灌注樁施工過程中,施工人員應(yīng)做好施工前準(zhǔn)備,加強(qiáng)施工中各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制,進(jìn)而為建筑樁基質(zhì)量夯實(shí)基礎(chǔ)。